[发明专利]一种基于大气物理机制的星载加速度计校准方法

权利要求书

1.一种基于大气物理机制的星载加速度计校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集原始数据集；

对原始数据集进行预处理获得非保守力观测值和非保守力物理模型值；

基于非保守力观测值和非保守力物理模型值构建校准模型；

求解校准模型，获得尺度因子满阵解和偏差参数；

所述采集原始数据集包括星载加速度计观测值、卫星姿态观测值、航天器的几何物理参数和环境信息参数；

获得非保守力物理模型值的步骤包括：

基于获取的航天器的几何物理参数和环境信息参数，利用式(1)求取大气阻力：

其中，表示大气阻力，C_D表示大气阻力系数，用来描述大气与卫星表面材料的相互作用，A是卫星横截面积，m是卫星质量，ρ表示大气密度，表示卫星相对于大气的运动速度；

利用式(2)求取太阳光压摄动加速度：

其中，表示太阳光压摄动加速度；F表示阴影因子；P_s是卫星处的太阳辐射压；表示卫星横截面积与质量之比；C_R表示反射系数；表示卫星与太阳间的单位矢量；

利用式(3)求取地球辐射压摄动加速度：

其中，表示地球辐射压摄动加速度；Au表示太阳常数；φ表示太阳常数Au距离处太阳辐射通量密度；c表示真空中的光速；r_s表示太阳与地球间的距离；A表示卫星横截面积；m表示卫星质量；C_R表示卫星对地球反射和红外辐射的反射系数；A_f表示地球反射率；θ_s表示太阳高度角；τ表示符号函数，即当太阳高度角θ_s＜90°时，τ＝1；否则τ＝0；E_m表示地球红外辐射率；P_s表示面元中心点到卫星间的距离；表示面元中心点处地球反照和红外辐射对卫星的压力方向；α表示与面元中心点处法线间的夹角；ds表示在卫星上可见到地球上的面元；

利用式(4)求取非保守力物理模型值

其中，表示大气阻力，表示太阳光压摄动加速度，表示地球辐射压摄动加速度，表示非保守力物理模型值；

利用式(5)构建校准模型：

其中，表示非保守力物理模型值；表示星载加速度计非保守力观测值；表示尺度因子满阵解；(s_x，s_y，s_z)表示尺度因子三个方向主参数；(α，β，γ)表示加速度计非垂直轴角；(ζ，ε，δ)表示加速度计坐标系与科学坐标系未重合角；表示偏差参数；(b_x，b_y，b_z)表示偏差参数三个方向参数。

2.如权利要求1所述的一种基于大气物理机制的星载加速度计校准方法，其特征在于，获得非保守力观测值的步骤包括：

对星载加速度计观测值进行温度改正和喷气调姿处理，获得星载加速度计改正观测值；

对卫星姿态观测值进行线性内插和时间同步处理，获得卫星姿态连续观测值；

对星载加速度计改正观测值和卫星姿态连续观测值进行降采样和坐标变换处理，获得非保守力观测值。

3.如权利要求1所述的一种基于大气物理机制的星载加速度计校准方法，其特征在于，求解校准模型利用最小二乘原理，逐日步长全面估计尺度因子和偏差参数，获得尺度因子满阵解和偏差参数。